مدلسازي عددي توزيع دما در جوشكاري اصطكاكي اغتشاشي

كارشناسي ارشد

جوشكاري اصطكاكي اغتشاشي (به اختصار FSW) يك نوع جوشكاري حالت جامد است كه در بسياري از صنايع مختلف كاربرد دارد. در صنعت راه آهن يكي از كاربردهاي مهم FSW، جوشكاري بدنه قطار ها مي-باشد. عمده فرآيند FSW به دليل ايجاد حرارت از طريق اصطكاك بين ابزار و قطعه كار است كه اين پديده به عواملي ازجمله پارامترهاي فرآيند جوشكاري ازجمله سرعت چرخشي، سرعت جابه‌جايي ابزار و... وابسته است. بررسي اين پارامترها ازآن‌جهت حائز اهميت است كه حرارت لازم براي اتصال قطعات بايد در محدوده خاصي باشد كه كيفيت جوش دچار لطمه نشود؛ ازاين‌رو مطالعه بر روي توزيع دماي حرارت ايجادشده در اين فرآيند جوشكاري اهميت خود را پيدا مي‌كند. براي پيش بيني رفتار دمايي حين انجام فرايند جوش FSW مي توان از روش هاي عددي مانند روش اجزا محدود يا روش حجم محدود استفاده كرد. در اين پژوهش به بررسي اثر پارامترهاي مختلف بر گرماي ايجاد شده در جوش FSW پرداخته شده است. معادله حاكم بر انتقال گرما به دو صورت پارابوليك و هايپربوليك درنظر گرفته شده است و همچنين مطالعه¬اي برروي اتصال دو فلز ناهمجنس به روش FSW انجام شده است. روش عددي مورداستفاده در اين پژوهش روش حجم محدود است كه با كدنويسي در نرم افزار MATLAB اعمال شده است. افزايش مقادير نيروي محوري، سرعت چرخشي و شعاع ابزار باعث افزايش دما و افزايش سرعت حركت ابزار باعث كاهش دما مي شود. همچنين نتايج معادله هايپربوليك در مقايسه با پارابوليك اختلاف ناچيزي دارد. و در نهايت يك پنل كاربري براي پيش بيني دما قطعه كار حين فرآيند با قابليت تغيير پارامترهاي مختلف طراحي شده كه مي-تواند تضميني براي انتخاب پارامترهاي مختلف جوشكاري باشد.

194779

دانشگاه علم و صنعت ايران

ماشين هاي ريلي

دكتر محمدرضا طلائي